JP4414871B2 - 内燃機関の可変動弁機構 - Google Patents
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(1)請求項1に記載の発明は、内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて軸方向での長さを可変としていることにより前記基準面と前記仲介駆動機構との間の間隔を可変とする間隔可変手段と、内燃機関温度を前記間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることにより内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制するバルブ特性調節誤差抑制手段とを備え、前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する2つのスペーサを備えるものであり、前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記2つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向での長さを変化させるものであって、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記2つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備えるものであることを要旨としている。
したがって強度の観点からコントロールシャフトの材質を選択し、軽量化の観点からシリンダヘッドの材質を選択したとしても、バルブ特性調節誤差抑制手段と間隔可変手段との機能により、内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。
このようにしてコントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。
また、間隔可変手段の軸方向での長さを変化させる手法としては、相対回転により間隔が変化する2つのスペーサを用いて実現することができる。相対回転させれば良いので比較的容易に間隔可変手段の軸方向での長さを変化させることができる。
また、シリンダヘッドとは熱膨張率が異なるスペーサ調節シャフトが上述のごとくシリンダヘッド側に固定されているため、内燃機関温度の変化があれば基準面とスペーサ調節シャフトとの間には熱膨張差により位置的な違いが生じ、間隔可変手段と相対回転手段との間には相対的位置変化が生じる。この相対的位置変化によって相対回転手段は2つのスペーサを相対回転させている。
このためバルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度を間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることができ、内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。
このようにしてコントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。
このためバルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度を間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることができ、内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制することができる。
このようにしてコントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。
このように複数気筒の内燃機関に対しても、簡易な構成で、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。
このことにより、コントロールシャフトの強度を維持しつつ、一層高精度なバルブ特性制御を可能とする内燃機関の可変動弁機構の実現が可能となる。
図1は、上述した発明が適用された多気筒内燃機関としてのガソリンエンジン(以下、「エンジン」と略す)2における可変動弁機構の構成を示している。尚、図1は1つの気筒における縦断面を表している。図2はエンジン2の上部構成の内、主としてカムキャリア150上の構成を説明する平面図である。
シリンダブロック4には、複数気筒、本実施の形態では4つの気筒2aが形成され、各気筒2aには、シリンダブロック4、ピストン6及びシリンダヘッド8にて区画された燃焼室10が形成されている。尚、気筒数は1〜3でも良く、5以上の気筒数でも良い。又、本実施の形態のごとく直列4気筒でなくても、V型でも良く、その他の配置でも良い。
ここで可変スペーサ164は、第1螺旋スペーサ180、第2螺旋スペーサ182、スプラインリング184及び位相決めネジ186から構成されている。
仲介駆動機構120は、図3に示したごとく各仲介駆動機構120の中央に設けられた入力部122、入力部122の一端側に設けられた第1揺動カム124、第1揺動カム124とは反対側に設けられた第2揺動カム126及びこれらの内部空間に配置されたスライダギア128(図11〜13)を備えている。
スライダギア128は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジ型の螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン128aが形成されている。この入力用ヘリカルスプライン128aの一端側には小径部128bを挟んで左ネジ型の螺旋状に形成された第1出力用ヘリカルスプライン128cが形成されている。この第1出力用ヘリカルスプライン128cとは反対側には小径部128dを挟んで左ネジ型の螺旋状に形成された第2出力用ヘリカルスプライン128eが形成されている。尚、これら出力用ヘリカルスプライン128c,128eは外径が同じであるが、入力用ヘリカルスプライン128aに対しては、入力用ヘリカルスプライン128aの溝部分よりも外径が小さく形成されている。
(イ).エンジン温度の変化によりカムキャリア150とコントロールシャフト132との間に熱膨張差が生じた場合には、バルブ特性調節誤差抑制機構170の働きにより、可変スペーサ164の厚さが対応して変化する。このことで基準面220と仲介駆動機構120との間隔が調節されて上記熱膨張差による基準面220と仲介駆動機構120との相対的位置変動が相殺される。この結果、コントロールシャフト132とシリンダヘッド8(ここではシリンダヘッド8の一部であるカムキャリア150)との熱膨張差によって生じるスライダギア128の位置ずれを無くすことができる。
(ロ).可変スペーサ164の厚さ調節は、螺旋状テーパー面180b,182bを有する螺旋スペーサ180,182の組み合わせにより可能とされている。このことによりエンジン温度変化により2つの螺旋スペーサ180,182間にて相対回転させることにより、比較的簡易な構成で操作も比較的容易に、可変スペーサ164の軸方向での長さ、すなわち厚さを容易に変化させることができる。
(ニ).スペーサ調節シャフト168は複数気筒に共通した1本が設けられ、この1本のスペーサ調節シャフト168に各気筒毎のヘリカルスプライン168a及び可変スペーサ164が配置されている。このことにより1本のスペーサ調節シャフト168にて全気筒に対応できるので、簡易な構成で、コントロールシャフト132の強度を維持しつつ、高精度なバルブ特性制御を可能とする可変動弁機構の実現が可能となる。
本実施の形態のエンジン上部の構成を図20の平面図に示す。本実施の形態は、前記実施の形態1に比較して、仲介駆動機構320は吸気カムシャフト245と排気カムシャフト246との間に配列されており、図2に比較して垂直軸にて180°回転した配置となっている点が異なる。したがってスライドアクチュエータ300は前記実施の形態1に比較して仲介駆動機構320に対しては軸方向の反対側に配置されている。更に、カムキャリアを用いずに、シリンダヘッド350の本体上に図20に示した各機構が設けられている点も前記実施の形態1と異なる。
(イ).前記実施の形態1の(イ)〜(ニ)の効果を生じる。
[実施の形態3]
本実施の形態のバルブ特性調節誤差抑制機構470を図21の背面側斜視図、図22の平面図、及び図23の右側面図に示す。尚、バルブ特性調節誤差抑制機構470以外の構成については前記実施の形態1の構成と同じである。
(イ).一層、簡易な構成で前記実施の形態1の(イ)〜(ニ)の効果を生じさせることができる。
(a).前記実施の形態1,2においてスプラインリング184は全周にヘリカルスプライン184aを形成していたが、実際にスペーサ調節シャフト168のヘリカルスプライン168aと噛合するのは一部の位相範囲のみであるので、該当する部分のみに限定してヘリカルスプライン184aを形成しても良い。
Claims (9)
- 内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、
前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて軸方向での長さを可変としていることにより前記基準面と前記仲介駆動機構との間の間隔を可変とする間隔可変手段と、
内燃機関温度を前記間隔可変手段の軸方向での長さに反映させることにより内燃機関温度の違いによるバルブ特性の調節誤差を抑制するバルブ特性調節誤差抑制手段とを備え、
前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する2つのスペーサを備えるものであり、
前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記2つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向での長さを変化させるものであって、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記2つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備えるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、
前記コントロールシャフトに沿う態様で設けられて、自身の温度変化にともない前記コントロールシャフトの軸方向に膨張または収縮するバルブ特性調節誤差抑制手段と、
このバルブ特性調整誤差抑制手段と係合する態様で前記基準面と前記仲介駆動機構との間に設けられて、前記バルブ特性調整誤差抑制手段の膨張または収縮にともない自身の軸方向長さが変化する間隔可変手段とを備え、
前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により互いの間隔が変化する2つのスペーサを備えるとともに、これらスペーサの相対回転にともなう自身の軸方向長さの変化により前記基準面と前記仲介駆動機構との間隔を変更するものであり、
前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、自身の温度変化にともなう膨張または収縮により前記間隔可変手段との係合部分が前記基準面に対して軸方向に移動するとともに、内燃機関温度変化にともなう同係合部分の軸方向への移動を通じて前記2つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向の長さを変化させるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 内燃機関のシリンダヘッド側に形成された基準面により軸方向における位置が決定された仲介駆動機構にてカム側からのバルブ駆動力をバルブ側に伝達し、コントロールシャフトが前記仲介駆動機構に設けられたバルブ特性操作部に係合してこのバルブ特性操作部を軸方向に移動させることにより内燃機関のバルブ特性を調節する内燃機関の可変動弁機構において、
前記シリンダヘッドと熱膨張率が異なることにより自身の温度変化に基づいて前記シリンダヘッドに対して膨張または収縮するバルブ特性調節誤差抑制手段と、
前記基準面と前記仲介駆動機構との間に設けられて前記バルブ特性調節誤差抑制手段の膨張または収縮にともない前記基準面と前記仲介駆動機構との間隔を変更する間隔可変手段とを備え、
前記間隔可変手段は、前記基準面と前記仲介駆動機構との間に配置されて相対回転により間隔が変化する2つのスペーサを備えるものであり、
前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、内燃機関温度変化により前記2つのスペーサを相対回転させることにより前記間隔可変手段の軸方向の長さを変化させるものである
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記2つのスペーサは、共に螺旋状テーパー面を有してこの螺旋状テーパー面にて相互に接触していることにより、前記2つのスペーサ間での相対回転にて前記間隔可変手段の軸方向での長さを可変とする
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項2〜4のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、前記シリンダヘッドとは熱膨張率が異なる材質を用いて前記コントロールシャフトに沿って設けられるとともに一端が前記コントロールシャフトの駆動端側にて前記シリンダヘッド側に固定されているスペーサ調節シャフトと、このスペーサ調節シャフトに設けられるとともに内燃機関温度変化による軸方向での前記基準面との相対的位置変化に基づいて前記2つのスペーサを相対回転させる相対回転手段とを備える
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項1または5に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
内燃機関は直列に配列された複数気筒を有するものであり、
前記スペーサ調節シャフトは、前記複数気筒に共通する1本のシャフトであるとともに各気筒に対応して相対回転手段が設けられるものである ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項1または5または6に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記スペーサ調節シャフトは、前記コントロールシャフトと同一の熱膨張率を有する材料により形成される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項1または5〜7のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記スペーサ調節シャフトは、前記コントロールシャフトと同一の材料により形成される
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁機構において、
前記バルブ特性調節誤差抑制手段は、前記シリンダヘッドと前記コントロールシャフトとの熱膨張差により生じる前記基準面と前記コントロールシャフトとの間の軸方向での相対的位置変動と、内燃機関温度変化による前記間隔可変手段の軸方向での長さ変化とを同一にすることにより前記相対的位置変動を相殺する
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
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